Massachusetts Texnologiya İnstitutunun (MIT) tədqiqatçıları, karbonun iki ölçülü forması olan qrafen lopalarını sıxaraq birləşdirərək bilinən ən güclü və yüngül materiallardan birini istehsal etdilər. Hesablanmış sıxlığı, gücünün on qat artması ilə polad sıxlığının yalnız% 5-i idi. Müvafiq əsər Science Advances jurnalında dərc edilmişdir.
Orijinal şəklində qrafen, bilinən bütün materiallardan ən güclü hesab olunur və nəzəri tədqiqatları keçən əsrin qırxıncı illərinin sonunda başlamışdır. Bu, Andrey Geim və Konstantin Novoselov tərəfindən 2004-cü ildə oksidlənmiş silikon substratın ən incə qrafit filmlərindən əldə etdiyi dünyanın ilk iki ölçülü kristalıdır. Bu müvəffəqiyyətə görə, altı il sonra Fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görüldülər.
Grafenin yarandığı gündən bəri, onun sənaye miqyasında istehsalı üçün üsullar inkişaf etdirilmişdir. Bu işdə artıq bir qədər irəliləyiş əldə edilmişdir, bununla birlikdə onu effektiv üç ölçülü formaya çevirmək hələ mümkün olmamışdır - bu müstəsna materialın vacib xüsusiyyətləri itirilmiş və gücü proqnozlaşdırıldığından bir neçə dərəcə aşağı olmuşdur.
Bu problemi həll etmək üçün MIT mühəndisləri toplu qrafenin lazımlı həndəsi konfiqurasiyasına diqqət yetirdilər. Davranışını atom səviyyəsinə qədər təhlil etdilər və sonra alınan məlumatları riyazi model və kompüter simulyasiyası yaratmaq üçün istifadə etdilər. Son nəticələr, əvvəlcə digər materiallardan min dəfə böyüdülmüş, yüksək qətnamə ölçülü 3D printerdə çap edilmiş modellərlə aparılmış eksperimental müşahidələrə tam uyğundu.
MIT-in mülki və ətraf mühit mühəndisi Markus Buehlerə görə, 2D materialları ümumiyyətlə binaların tikintisində istifadə edilə bilən 3 ölçülü obyektlərin yaradılması üçün çox faydalı deyil. Ancaq kompüter modelləşdirməsi bu problemi aradan qaldırmağa imkan verdi və həndəsə müvəffəqiyyət üçün həlledici amil oldu.
Nəticədə tədqiqatçılar kiçik qrafen lopalarını sıxaraq qızdıraraq güclü və dayanıqlı bir gözenekli material yarada bildilər. Bəzi mercan və mikroskopik diatomları xatırladan quruluşu, həcmlə əlaqəli nəhəng bir səth sahəsinə malikdir. 1970-ci ildə NASA-dan Alan Schoen tərəfindən təsvir edilən üçqat periyodik minimum səthə sahib davamlı təkrarlanan bir forma kimi tanınır.
"Nəticələr göstərir ki, yeni üç ölçülü formaların həlledici tərəfi materialın özündən çox qeyri-adi həndəsi konfiqurasiyaları ilə daha çox əlaqəlidir" MIT-də qeyd olundu.
İnstitutun mühəndislərinə görə, bu cür həndəsə hətta beton kimi böyük miqyaslı struktur materiallarına da tətbiq edilə bilər. Və bu gözenekli quruluş yalnız artan güc deyil, həm də içindəki hava sayəsində yaxşı istilik izolyasiyası təmin edəcəkdir.
Markus Buehler, "Gerçək qrafeni bir material olaraq istifadə edə bilərsiniz və ya kəşf etdiyimiz həndəsəni polimer və ya metal kimi digər materiallar ilə birlikdə tətbiq edə bilərsiniz" dedi.
